Наука о спорте
В светлом гимнастическом центре возле Крисси-Филд Хана наблюдала, как её товарищ по команде Софи пытается выполнить головокружительный оборот на полу. Софи подтянула руки, покачнулась и упала на мат с мягким стуком. «Я просто не могу приземлиться!» — вздохнула Софи, поднимаясь. Тренер Ривера подошла, задумчиво постукивая по подбородку, пока смотрела повтор на своём планшете.
«Ты так близка, Софи», — ободряюще сказала тренер Ривера, опускаясь на колени рядом с ней. «Ты подтягиваешь руки, чтобы вращаться быстрее, но почему это работает? Всё дело в физике!» Глаза Ханы загорелись. «Физика? Вы имеете в виду, как наука?» Тренер улыбнулась: «Именно. Великая научная идея подобна солнечному свету; как отмечал астроном Карл Саган, ей может потребоваться много времени, чтобы распространиться. Эта идея пришла от учёного сотни лет назад».
Шумный спортзал, казалось, исчез, сменившись тихой безмятежностью английской сельской местности семнадцатого века. Небольшой каменный коттедж приютился среди зеленых полей под серым, задумчивым небом. Внутри, у маленького окна, молодой человек глубоко задумался, мир за окном был заглушен великой чумой.
«Это был Исаак Ньютон, блестящий и часто скрытный учёный», — объяснил голос тренера Риверы. «В тысяча шестьсот шестьдесят пятом году, когда чума закрыла его университет, он вернулся домой и провёл один из самых продуктивных периодов в истории науки. Его завораживало движение — почему вещи движутся, почему они вращаются и почему они останавливаются».
Ньютон наблюдал, как маленький деревянный волчок крутится, казалось, бесконечно, прежде чем, наконец, закачался и упал. Он яростно чиркал в блокноте, в его голове формировалась мысль. Однажды он написал: «Если я видел дальше других, то потому, что стоял на плечах гигантов», признавая, что его идеи были построены на работах тех, кто был до него.
Он понял, что движущийся объект хочет оставаться в движении, а вращающийся объект хочет продолжать вращаться! Эта идея, названная инерцией, является первым из его знаменитых Законов движения. Если внешняя сила, такая как трение воздуха или пола, не воздействует на него, вращение будет продолжаться по своей траектории.
Это понимание изменило всё! Оно привело к созданию гироскопов, которые помогают ориентироваться кораблям и самолётам, и позволило инженерам проектировать стабильные спутники и космические зонды. Даже идеальная спираль брошенного футбольного мяча основана на этом принципе. Сама Земля действует как гигантский, стабильный гироскоп, идеально вращающийся в космосе.
Вернувшись в спортзал, Хана вскочила на ноги. «Я поняла! Софи, когда ты подтягиваешь руки, ты не создаешь новое вращение, ты просто концентрируешь его!» Глаза Софи расширились. «О! Так вот почему фигуристы тоже так делают? Чтобы ускорить свое существующее вращение?» «Именно!» Хана просияла. «Ты сохраняешь свой угловой момент!»
«Так же и в фигурном катании, прыжках в воду, и даже когда кошка переворачивается в воздухе, чтобы приземлиться на лапы!» — добавил тренер Ривера со смехом. Софи щёлкнула пальцами. «И квотербек, бросающий футбольный мяч! Вращение заставляет его лететь прямо!» Хана кивнула, яростно набрасывая диаграмму в своём блокноте. «Наука есть в каждом виде спорта!»
«Итак, понимая, как всё вращается, мы можем овладеть своими движениями», — подытожила Хана, закрывая свой блокнот с улыбкой. Софи встала, готовая попробовать снова. «Хорошо, угловой момент... я иду!» Затем она сделала паузу, глядя на высокую перекладину. «Но подождите... какая наука объясняет, как мы вообще получаем энергию, чтобы прыгнуть так высоко?»